DE19731222A1

DE19731222A1 - Method for forming a punch rivet connection and a joining device for punch rivets

Info

Publication number: DE19731222A1
Application number: DE19731222A
Authority: DE
Inventors: Hermann Roeser; Dieter Mauer
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: EP0970766A3; DE19731222C5; DE19731222B4; EP0893179B1; EP0970766A2; EP0893179A2; EP0970766B1; US20010003859A1; JPH1190575A; PT970766E; DE69800354D1; EP0893179A3; JP4129317B2; ES2392952T3; DE69800354T2

Description

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausbil dung einer Stanznietverbindung sowie auf eine Fügevorrichtung für Stanz niete.The object of the invention relates to a method for training of a punch rivet connection and on a joining device for punching rivet.

Zur Ausbildung einer Stanznietverbindung, durch die wenigstens zwei Füge teile durch einen Niet miteinander verbunden werden, ist es nicht notwendig, daß die Fügeteile vorgelocht werden müssen. Es ist bekannt, daß eine Stanznietverbindung mittels eines Vollnietes oder eines Hohlnietes erfolgen kann.To form a punch rivet connection through the at least two joints parts are connected by a rivet, it is not necessary that the parts to be joined must be pre-punched. It is known that a Punch rivet connection by means of a solid rivet or a hollow rivet can.

Die Ausbildung einer Stanznietverbindung mit einem Vollniet erfolgt in der Weise, daß die Fügeteile auf eine Matrize gelegt werden. Oberhalb der Matrize wird ein Niederhalter zur Anlage an die Fügeteile gebracht. Die Fügeteile werden zwischen dem Niederhalter und der Matrize verspannt. Der Niederhalter ist hohlförmig ausgebildet. In ihm wird der Niet angeordnet. Auf den Niet wirkt ein Stempel ein, so daß der Stempel den Niet stanzend durch die Fügeteile hindurchdrückt. Hierbei stanzt der Niet in den Fügetei len ein Loch aus wodurch eine Vorlochung, wie dies bei konventionellen Nietvorgängen notwendig ist, entfällt. Nachdem der Niet in die Fügeteile eingedrungen ist, drückt der Niederhalter die Fügeteile gegen die Matrize, die einen Prägering hat. Durch die Krafteinwirkung des Niederhalters und die Geometrie der Matrize erfolgt eine plastische Deformation des matrizen seitigen Fügeteils, so daß dieses teilweise in eine Ringnut des Stanznietes fließt. Eine Umformung des Vollnietes findet nicht statt. Die Fügeteile werden durch die Geometrie des Kopfes des Nietes sowie durch die matri zenseitige Verbindung des Fügeteils mit den Niet in der Ringnut erreicht.The formation of a punch rivet connection with a full rivet takes place in the Way that the parts to be joined are placed on a die. Above the A hold-down device is brought into contact with the parts to be joined. The Joined parts are clamped between the hold-down device and the die. Of the The hold-down device is hollow. The rivet is arranged in it. A stamp acts on the rivet so that the stamp punches the rivet through the parts to be joined. Here the rivet punches into the joining part len a hole from which a prepunch, as with conventional Riveting is not necessary. After the rivet into the parts to be joined has penetrated, the hold-down presses the parts to be joined against the die, that has an embossing ring. Due to the force of the hold-down and The geometry of the die results in a plastic deformation of the die side joining part, so that this partially in an annular groove of the punch rivet flows. The full rivet is not reshaped. The parts to be joined are determined by the geometry of the head of the rivet and by the matri reached the connection on the side of the joint with the rivet in the ring groove.

Zur Ausbildung einer solchen Stanznietverbindung werden Fügevorrichtungen verwendet, die hydraulisch betrieben werden. Der Stempel wird hierbei über eine hydraulische Zylindereinheit betätigt. Der apparative Aufwand solcher Fügevorrichtungen ist relativ hoch. Insbesondere ist die Prozeßsteuerung zur Erreichung qualitativ hochwertiger Stanznietverbindungen nicht unproblema tisch. Insbesondere aufgrund von Viskositätsänderungen kommt es bei hy draulisch betriebenen Fügevorrichtungen zu Schwankungen der vom Stempel ausgeübten Kraft. Die Änderungen der Viskosität des Hydraulikmediums sind im wesentlichen temperaturabhängig. Ein weiterer Nachteil hydraulisch betriebener Fügevorrichtungen ist, daß das Hydraulikmedium bei dem es sich um Öl handeln kann, hydroskopisch wirkt, so daß in vorgebenen Zeitinter vallen ein Austausch des Hydrauliköls notwendig ist.Joining devices are used to form such a punch rivet connection used, which are operated hydraulically. The stamp is over operated a hydraulic cylinder unit. The equipment expense of such Joining devices is relatively high. In particular, the process control for Achieving high quality punch rivet connections is not without problems table. In particular due to changes in viscosity, hy Draulically operated joining devices for fluctuations in the stamp exerted force. The changes in the viscosity of the hydraulic medium are essentially temperature-dependent. Another disadvantage hydraulic operated joining devices is that the hydraulic medium in which it is can be oil, acts hydroscopically, so that in the specified time interval If an exchange of the hydraulic oil is necessary.

Bei der Ausbildung einer Stanzverbindung mit einem Hohlniet, entsprechen des gilt auch für ein Halbhohlniet, durchdringt der Hohlniet das stempelseiti ge Fügeteil und dringt teilweise in das matrizenseitige Fügeteil hinein. Die Matrize ist so ausgebildet, daß das matrizenseitige Fügeteil sowie der Niet zu einem Schließkopf verformt werden. Ein Beispiel einer Ausgestaltung einer Fügevorrichtung zur Ausbildung einer Stanznietverbindung mit einem Hohlniet ist durch die DE 44 19 065 A1 bekannt. Auch zur Herstellung einer Stanznietverbindung mit einem Hohlniet werden Fügevorrichtungen verwendet, die hydraulisch betrieben werden.When forming a stamped connection with a hollow rivet, correspond this also applies to a semi-hollow rivet, the hollow rivet penetrates the stamp side ge joining part and partially penetrates into the die-side joining part. The The die is designed so that the joining part on the die side and the rivet be deformed into a closing head. An example of an embodiment a joining device for forming a punch rivet connection with a Hollow rivet is known from DE 44 19 065 A1. Also for manufacturing a punch rivet connection with a hollow rivet are joining devices used, which are operated hydraulically.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Ausbildung einer Stanznietverbindung anzugeben, durch welches der apparati ve Aufwand zur Durchführung des Verfahrens verringert wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es eine Überwachung der Ausbildung einer Stanzniet verbindung anzugeben, durch das eine verbesserte Qualitätssicherung erreicht wird. Desweiteren soll eine Fügevorrichtung für Stanzniete angegeben wer den, die konstruktiv einfach aufgebaut sein soll.The present invention is based on the object of a method for Specify formation of a punch rivet connection through which the apparatus ve effort to carry out the method is reduced. Another one The aim of the invention is to monitor the formation of a punch rivet specify connection through which improved quality assurance is achieved becomes. Furthermore, a joining device for punch rivets should be specified the one that should be structurally simple.

Diese Zielsetzung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bzw. eine Fügevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 erreicht.According to the invention, this objective is achieved by a method with the Features of claim 1, or a joining device with the features of claim 16 achieved.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ausbildung einer Stanznietver bindung wird vorgeschlagen, daß ein Stempel und gegebenenfalls ein Nie derhalter über eine Übertragungseinheit angetrieben wird bzw. werden, die eine Rotationsbewegung einer Antriebseinheit in eine Translationsbewegung des Stempels bzw. des Niederhalters umwandelt. Hierdurch kann zur Durch führung des Verfahrens auf einen relativ großen apparativen Aufwand, wie er für die bekannten Verfahren notwendig ist, wenn der Stempel und gege benenfalls ein Niederhalter hydraulisch betrieben wird bzw. werden, ver zichtet werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, daß durch die Umwandlung der Rotationsbewegung einer Antriebseinheit in eine Trans lationsbewegung des Stempels eine relativ gute Steuerung des Verfahrens erreichbar ist, da als Antriebseinheit ein Elektromotor dienen kann. Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung können auch unterschiedliche Geschwindigkeiten des Stempels verwirklicht werden. Ein weiterer Vorzug des Verfahrens ist, daß die Verfahrensführung unabhängig von äußeren Einflußgrößen ist. Spielt beispielsweise die Umgebungstemperatur bei einer hydraulischen Betätigung des Stempels eine Rolle, da diese Auswirkungen auf das Hydraulikmedium hat, so ist dieser Einfluß bei dem erfindungs gemäßen Verfahren nicht gegeben.According to the inventive method for forming a punch rivet Binding is proposed that a stamp and possibly a never derhalter is or will be driven via a transmission unit, the a rotational movement of a drive unit into a translational movement of the stamp or the hold-down. This can lead to implementation of the method on a relatively large amount of equipment, such as he is necessary for the known methods if the stamp and against if necessary, a hold-down is operated hydraulically, ver to be waived. Another advantage of the method is that Conversion of the rotational movement of a drive unit into a trans tion movement of the stamp relatively good control of the process is achievable because an electric motor can serve as the drive unit. By the procedure according to the invention can also be different Speeds of the stamp can be realized. Another advantage of the procedure is that the procedure is independent of external Influencing factors is. For example, the ambient temperature plays at a hydraulic actuation of the stamp plays a role as this affects has on the hydraulic medium, this influence is in the Invention not in accordance with the procedure.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß die Drehzahl der Antriebseinheit veränderlich einstellbar ist. Durch diese Maßnahme kann die Geschwindigkeit des Stempels bzw. des Niederhalters, mit der des Stempels bzw. der Niederhalter auf die Fügeteile bzw. den Niet einwirkt, variiert werden. Hierbei kann die Drehzahl der Antriebseinheit in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Nietes und/oder den Eigenschaften der Fügeteile eingestellt werden. Der Vorzug der einstell baren Drehzahl der Antriebseinheit ist auch daran zu sehen, daß beispiels weise der Stempel und gegebenenfalls der Niederhalter zunächst mit einer hohen Geschwindigkeit zur Anlage an die Fügeteile und danach der Stempel und gegebenenfalls der Niederhalter mit einer geringeren Geschwindigkeit verfahren wird. Dies hat den Vorteil, daß eine relativ rasche Positionierung des Stempels und des Niederhalters erfolgen kann. Dies hat auch Auswirkun gen auf die Taktzeiten einer Fügevorrichtung.According to a further advantageous embodiment of the method proposed that the speed of the drive unit variably adjustable is. By this measure, the speed of the stamp or Hold-down device with the stamp or hold-down device on the parts to be joined or acts on the rivet can be varied. Here, the speed of the Drive unit depending on the properties of the rivet and / or the properties of the parts to be joined. The preference of the hiring The speed of the drive unit can also be seen in that, for example the stamp and possibly the hold-down device first with a high speed to contact the parts to be joined and then the stamp and possibly the hold-down device at a lower speed is proceeded. This has the advantage of being relatively quick to position of the stamp and the hold-down can be done. This also has an impact to the cycle times of a joining device.

Nach einem weiteren vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, daß der Stempel und gegebenenfalls der Niederhalter aus einer vorgebbaren Ruhelage verfahrbar ist. Die Ruhelage des Stempels und gegebenenfalls des Niederhal ters wird in Abhängigkeit von der Gestalt der Fügeteile gewählt. Handelt es sich bei den Fügeteilen beispielsweise um glatte Bleche, so kann der Ab stand zwischen einer Nieteinheit, die den Stempel und den Niederhalter umfaßt und einer Matrize unwesentlich größer sein als die Dicke der aufein anderliegenden Fügeteile. Weist ein Fügeteil in Zuführrichtung des Fügeteils betrachtet ein Rippe auf, so wird die Ruhelage der Nieteinheit so gewählt, daß die Rippe zwischen der Nieteinheit und der Matrize durchführbar ist. Es ist daher nicht notwendig, daß die Nieteinheit stets in ihre maximale mögli che Endposition, die durch einen maximalen Abstand zwischen der Niet einheit und einer Matrize definiert ist, verfahren wird.After a further advantageous thought, it is proposed that the Stamp and possibly the hold-down device from a predeterminable rest position is movable. The rest position of the stamp and possibly the Niederhal ters is selected depending on the shape of the parts to be joined. Act it If the joining parts are, for example, smooth sheets, the Ab stood between a riveting unit that held the punch and the hold-down comprises and a die be insignificantly larger than the thickness of the one other parts to be joined. Points a joint in the feed direction of the joint if a rib looks up, the rest position of the riveting unit is selected so that the rib between the riveting unit and the die can be carried out. It It is therefore not necessary that the riveting unit is always at its maximum che end position by a maximum distance between the rivet unit and a die is defined.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vor geschlagen, daß die Prozeßdaten während eines Stanznietvorgangs ermittelt werden.According to a further advantageous embodiment of the method, before struck that the process data determined during a punch riveting process become.

Insbesondere wird während eines Stanznietvorgangs ein Verfahrweg des Stempels und gegebenenfalls des Niederhalters ermittelt. Die Ermittlung des Verfahrweges des Stempels und gegebenenfalls des Niederhalters gestaltet sich besonders einfach, da aufgrund der bekannten Übertragungsverhältnisse der Rotationsbewegung der Antriebseinheit in eine Translationsbewegung des Stempels bzw. des Niederhalters aus der Anzahl der Umdrehungen der Antriebseinheit der Verschiebeweg des Stempels bzw. Niederhalters ermittel bar ist. Die Antriebseinheit kann hierzu mit den an für sich bekannten Hilfsmitteln beispielsweise eine Inkrementalscheibe versehen sein. Es ist auch möglich einen Schrittmotor als Antriebseinheit zu verwenden.In particular, a travel path of the Stamp and possibly the hold-down determined. The determination of the Travel path of the stamp and possibly the hold-down designed itself particularly easy because of the known transmission ratios the rotational movement of the drive unit in a translational movement of the Stamp or hold-down from the number of revolutions of the Determine the drive unit the displacement of the punch or hold-down device is cash. For this purpose, the drive unit can be used with the known per se Aids, for example, be provided with an incremental disk. It is also possible to use a stepper motor as a drive unit.

Vorzugsweise wird während eines Stanznietvorgangs die Krafteinwirkung des Stempels und gegebenenfalls des Niederhalters auf die Fügeteile ermittelt. Aus dem Verlauf der Krafteinwirkung während des Fügevorgangs kann eine Qualitätsaussage über die Stanznietverbindung abgeleitet werden, wie dies im weiteren beschrieben ist.Preferably, the force of the Stamp and possibly the hold-down determined on the parts to be joined. From the course of the force during the joining process, a Quality statement about the punch rivet connection can be derived, as in further described.

Nach einem weiteren vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, daß wäh rend eines Stanznietvorgangs die Stromaufnahme der Antriebseinheit ermittelt wird. Die Stromaufnahme der Antriebseinheit ist im wesentlichen proportio nal der Krafteinwirkung des Stempels und gegebenenfalls des Niederhalters auf die Fügeteile, so daß die Krafteinwirkung mittelbar ermittelt werden kann. Zur Ermittlung der Krafteinwirkung sind nicht zwingend zusätzliche Kraftmesser notwendig. Die Ermittlung der Stromaufnahme kann mittels einfacher Bauteile erfolgen.After a further advantageous thought, it is proposed that rend the power consumption of the drive unit determined becomes. The power consumption of the drive unit is essentially proportional nal the force of the stamp and possibly the hold-down on the parts to be joined so that the effects of force can be determined indirectly can. To determine the action of force, additional ones are not absolutely necessary Force gauge necessary. The current consumption can be determined using simple components.

Zusätzlich oder alternativ zu der Ermittlung der Stromaufnahme bzw. der Krafteinwirkung des Stempels wird vorgeschlagen, daß das Drehmoment der Antriebseinheit und/oder der Übertragungseinheit während eines Stanznietvor gangs ermittelt wird. Auch das Drehmoment der Antriebseinheit und/oder der Übertragseinheit ist proportional zur Krafteinwirkung des Stempels und gegebenenfalls des Niederhalters auf die Fügeteile. Aus dem Verlauf des Drehmomentes kann auch eine Qualitätsaussage über den Stanznietvorgang bzw. über Stanznietverbindung getätigt werden.Additionally or alternatively to the determination of the current consumption or Force action of the stamp is proposed that the torque of the Drive unit and / or the transmission unit during a punch rivet is determined. The torque of the drive unit and / or the transfer unit is proportional to the force of the stamp and if necessary, the hold-down device on the parts to be joined. From the course of the Torque can also make a quality statement about the punch riveting process or via punch rivet connection.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß während eines Fügevorgangs eine Kraft oder eine der Kraft entsprechende Könngröße des Stempels und gegebenenfalls des Nie derhalters in Abhängigkeit vom Weg des Stempels oder vom Stempels und des Niederhalters gemessen wird. Diese Messung ergibt einen Ist-Verlauf. Dieser Ist-Verlauf wird mit einem Soll-Verlauf verglichen. Ergibt ein Ver gleich, daß der ermittelte Ist-Verlauf von dem Soll-Verlauf in wenigstens einem vorgegebenen Bereich um einen vorgegebenen Grenzwert abweicht, so wird ein Signal ausgelöst. Diese Verfahrensführung hat insbesondere den Vorteil, daß hierdurch eine qualitative Überwachung der Ausbildung einer Stanzverbindung ermöglicht wird.According to a further advantageous embodiment of the method proposed that a force or one of the The appropriate size of the stamp and, if applicable, the never depending on the path of the stamp or the stamp and of the hold-down device is measured. This measurement gives an actual course. This actual course is compared with a target course. Results in a ver the same that the determined actual course of the target course in at least deviates from a predetermined range by a predetermined limit value, so a signal is triggered. This procedure has in particular the Advantage that this enables qualitative monitoring of the training of a Stamped connection is made possible.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß ein Vergleich des Ist-Verlaufes mit dem Soll-Verlauf wenigstens in einem Bereich erfolgt, in dem eine durch eine Krafteinwirkung des Stempels auf einen Niet, der zu Anlage an die Fügeteile gelangte, eine Setzung im wesentlichen abgeschlossen und ein Niet in das stempelseitige Fügeteil eindrang. Aus dem Ist-Kraft-Weg-Verlauf im Vergleich zu dem Soll-Verlauf kann eine Aussage getroffen werden, ob ein Niet zugeführt und der Niet auch ordnungsgemäß zugeführt worden ist. Unter einer ordnungs gemäßen Zuführung wird eine Zuführung verstanden, durch die der Niet lagerichtig an dem Fügeteil anliegt. Aus dem Ergebnis dieses Vergleiches kann auch darauf geschlossen werden, ob beispielsweise eine automatische Zuführung von Nieten ordnungsgemäß arbeitet.According to a further advantageous embodiment of the method suggested that a comparison of the actual course with the target course takes place at least in an area in which one is subjected to a force of the stamp on a rivet that came into contact with the parts to be joined, one Settlement essentially completed and a rivet in the stamp side Penetrated part. From the actual force-displacement curve compared to that A prediction can be made as to whether a rivet is fed and the rivet has also been properly fed. Under an order according to the feed is understood to be a feed through which the rivet is in the correct position on the part to be joined. From the result of this comparison can also be concluded whether, for example, an automatic Feeding rivets is working properly.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt ein Vergleich des Ist-Verlaufes mit dem Soll-Verlauf wenigstens in einem Bereich, in dem eine durch eine Krafteinwirkung des Stempels auf eine Niet, insbesondere einen Vollniet, eine Stanzung der Fügeteile im wesentli chen erfolgte und der Niederhalter eine Kraft auf das stempelseitige Fügeteil ausübt. Dies hat den Vorteil, daß überprüft werden kann, ob der Niet die Fügeteile tatsächlich durchdrang.According to a further preferred embodiment of the method, a Comparison of the actual course with the target course at least in one Area in which a force is exerted on the stamp Rivet, in particular a full rivet, essentially punching the parts to be joined Chen and the holding-down device exerted a force on the stamp-side joining part exercises. This has the advantage that it can be checked whether the rivet Joined parts actually penetrated.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vor geschlagen, daß ein Vergleich des Ist-Verlaufes mit dem Soll-Verlauf wenig stens in einem Bereich erfolgt, in dem ein Niet, insbesondere ein Hohlniet, durch eine Krafteinwirkung des Stempels das stempelseitige Fügeteil im wesentlichen durchdrang und eine Schließkopfbildung des Nietes einsetzte. Hierdurch kann auch überprüft werden, ob die Fügeteile auch eine vor gegebene Dicke aufweisen.According to a further advantageous embodiment of the method, before struck that a comparison of the actual course with the target course little at least in an area in which a rivet, in particular a hollow rivet, due to the force of the stamp, the stamp-side joining part in essential penetration and a rivet head formation. This also makes it possible to check whether the parts to be joined also have a front given thickness.

Gemäß einem weiteren Gedanken wird ein Vergleich des Ist-Verlaufes mit dem Soll-Verlauf wenigstens in einem Bereich vorgeschlagen, in dem eine Schließkopfbildung des Nietes, insbesondere eines Hohlnietes im wesentlichen erfolgte und eine Stauchung des Nietes einsetzte. Hierdurch kann überprüft werden ob der Niet Plan mit der Oberfläche des stempelseitigen Fügeteils abschließt. According to another idea, a comparison of the actual course with the target course proposed at least in an area in which a Formation of the closing head of the rivet, in particular a hollow rivet, essentially and the rivet was compressed. This can be checked whether the rivet plan with the surface of the stamp-side joining part completes.

Es wird auch vorgeschlagen, daß aus der Stromaufnahme eine Kraft des Stempels oder des Stempels und des Niederhalters auf die Fügeteile oder eine der Kraft entsprechende Kenngröße ermittelt wird. Der ermittelte Verlauf der Kraft in Abhängigkeit vom Weg des Stempels oder des Stem pels und des Niederhalters kann bestimmten Parametern, wie beispielsweise Dicke der Fügeteile, Werkstoff der Fügeteile, Gestalt und Werkstoff des Stanznietes zugeordnet werden. Ein solcher Verlauf kann zur Ansteuerung einer Fügevorrichtung dienen, wenn ähnliche Fügeteile mittels vergleichbaren Stanznieten miteinander verbunden werden sollen. Dies hat den Vorteil, daß der Aufwand zur Ermittlung der günstigsten Prozeßparameter für die Aus bildung einer Stanznietverbindung verringert wird.It is also proposed that a power of Stamp or the stamp and the hold-down on the parts to be joined or a parameter corresponding to the force is determined. The determined Course of the force depending on the path of the stamp or the stem pels and the hold-down can certain parameters, such as Thickness of the parts to be joined, material of the parts to be joined, shape and material of the Punch rivets can be assigned. Such a course can be used for control serve a joining device if similar joining parts by means of comparable Punch rivets to be connected. This has the advantage that the effort to determine the cheapest process parameters for the off formation of a punch rivet connection is reduced.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken wird eine Fügevorrich tung für Stanzniete mit einer Matrize, einem Niederhalter, einem Stempel, einer mit dem Stempel verbundenen Antriebseinheit, einer Steuerungseinheit zur Steuerung wenigstens der Antriebseinheit und einer Überwachungseinheit vorgeschlagen, bei der die Antriebseinheit elektromotorisch wirkend ist. Die elektromotorische Antriebseinheit ist über eine Übertragungseinheit mit dem Stempel oder mit dem Stempel und dem Niederhalter verbunden. Hierdurch wird erreicht, daß die Rotationsbewegung der elektromotorischen Antriebsein heit über die Übertragungseinheit in eine Translationsbewegung des Stempels oder des Stempels und des Niederhalters erreicht wird. Durch diese Ausge staltung der Fügevorrichtung wird auch erreicht, daß stoßartige Beanspru chung der Fügevorrichtung, wie dies bei den bekannten hydraulisch betriebe nen Fügevorrichtungen nicht eintritt. Ein weiterer Vorzug der erfindungs gemäßen Vorrichtung ist, daß die Fügevorrichtung sowohl mobil als auch stationär einsetzbar ist. Auch bei einem stationären Einsatz der Fügevor richtung ist lediglich ein Stromanschluß für die elektromotorische Antriebs einheit notwendig. Die erfindungsgemäße Fügevorrichtung ist wirtschaftlich herstellbar. According to a further idea according to the invention, a joining device for punch rivets with a die, a hold-down, a punch, a drive unit connected to the stamp, a control unit for controlling at least the drive unit and a monitoring unit proposed, in which the drive unit is electromotive. The Electromotive drive unit is connected to the transmission unit Stamp or connected to the stamp and the hold-down. Hereby it is achieved that the rotational movement of the electromotive drive unit via the transmission unit into a translational movement of the stamp or the stamp and the hold-down is reached. By this Ausge staltung the joining device is also achieved that abrupt stress Chung the joining device, as is the case with the known hydraulic companies joining devices does not occur. Another advantage of the invention modern device is that the joining device is both mobile and can be used stationary. Even with stationary use of the joining device direction is only a power connection for the electric motor drive unity necessary. The joining device according to the invention is economical producible.

Vorzugsweise ist die Fügevorrichtung so ausgestaltet, daß die Übertragungs einheit wenigstens ein Getriebe aufweist. Das Getriebe ist vorzugsweise ein Untersetzgetriebe. Dies hat den Vorteil, daß eine Antriebseinheit mit einem relativ geringen Drehmoment verwendet werden kann. Das relativ geringe Drehmoment der Antriebseinheit wird durch das Untersetzgetriebe in Ab hängigkeit vom Untersetzverhältnis in ein entsprechend höheres Drehmoment bzw. Kraft auf den Stempel übertragen. Vorzugsweise ist das Getriebe so ausgelegt, daß es wenigstens ein vorgegebenes Untersetzverhältnis aufweist.The joining device is preferably designed such that the transmission Unit has at least one gear. The transmission is preferably a Reduction gear. This has the advantage that a drive unit with a relatively low torque can be used. The relatively minor Torque of the drive unit is reduced by the reduction gear in Ab depending on the reduction ratio in a correspondingly higher torque or transfer force to the stamp. The transmission is preferably like this designed that it has at least a predetermined reduction ratio.

Nach einem weiteren vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, daß der Stempel oder der Stempel und der Niederhalter mit der Übertragungseinheit über einen Spindelantrieb verbunden ist. Zur Vermeidung hoher Reibungsver luste wird vorgeschlagen, daß der Spindelantrieb ein Kugelumlauf-Spindel antrieb ist.After a further advantageous thought, it is proposed that the Stamp or the stamp and the hold-down with the transfer unit is connected via a spindle drive. To avoid high friction It is proposed that the spindle drive be a recirculating ball spindle is drive.

Die Überwachungseinheit der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung weist vorzugsweise wenigstens einen Sensor auf, der zur Erfassung von Prozeß daten dient. Insbesondere wird vorgeschlagen, daß wenigstens ein Sensor ein Wegaufnehmer ist, der den Weg des Stempels und gegebenenfalls des Niederhalters während eines Fügevorgangs mittelbar oder unmittelbar auf nimmt.The monitoring unit of the joining device according to the invention has preferably at least one sensor, which is used to detect the process data serves. In particular, it is proposed that at least one sensor Is the transducer, the path of the stamp and possibly the Hold-down directly or indirectly during a joining process takes.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Fügevorrichtung wird vorgeschlagen, daß mindestens ein Sensor ein Kraftaufnehmer ist, der die Krafteinwirkung des Stempels und gegebenenfalls des Niederhalters während des Fügevorgangs mittelbar oder unmittelbar aufnimmt. Insbesondere wird vorgeschlagen, daß der Kraftaufnehmer wenigstens ein Piezoelement aufweist. Alternativ kann der Kraftaufnehmer eine Kraftmeßdose sein. According to a further advantageous embodiment of the joining device proposed that at least one sensor is a force transducer that the Force applied by the punch and possibly the hold-down device during of the joining process directly or indirectly. In particular proposed that the force transducer have at least one piezo element. Alternatively, the force transducer can be a load cell.

Vorzugsweise ist der Kraftaufnehmer zwischen dem Stempel und der Über tragungseinheit angeordnet bzw. zwischen dem Niederhalter und der Über tragungseinheit. Die Übertragungseinheit stützt vorzugsweise an ein Gestell. Der Kraftaufnehmer ist zwischen der Übertragungseinheit und dem Gestell angeordnet.Preferably, the force transducer is between the stamp and the over arranged transmission unit or between the hold-down device and the over bearing unit. The transmission unit is preferably supported on a frame. The force transducer is between the transmission unit and the frame arranged.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Fügevorrichtung wird vorgeschlagen, daß wenigstens ein Sensor die Stromaufnahme der Antriebs einheit während eines Fügevorgangs mißt.According to a further preferred embodiment of the joining device suggested that at least one sensor measure the power consumption of the drive unit measures during a joining process.

Zusätzlich oder alternativ wird vorgeschlagen, daß wenigstens ein Sensor das Drehmoment der Antriebseinheit und/oder der Übertragungseinheit während eines Fügevorgangs aufnimmt.Additionally or alternatively, it is proposed that at least one sensor Torque of the drive unit and / or the transmission unit during of a joining process.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren sowie der Fügevorrichtung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausgestaltung einer Fügevorrichtung erläutert. Es zeigen:Further details and advantages of the method according to the invention as well the joining device are shown in the drawing preferred embodiment of a joining device explained. Show it:

Fig. 1 schematisch eine Fügevorrichtung, Fig. 1 schematically shows a joining device,

Fig. 2 eine Fügevorrichtung im Schnitt, Fig. 2 shows a joining device in section,

Fig. 3 ein Kraft-Weg-Diagramm eines Stanznietvorgangs mit einem Voll niet und Fig. 3 is a force-displacement diagram of a punch riveting process with a full rivet and

Fig. 4 ein Kraft-Weg-Diagramm eines Stanznietvorgangs mit einem Hohl niet. Fig. 4 is a force-displacement diagram of a punch riveting process with a hollow rivet.

Fig. 1 zeigt schematisch die Ausgestaltung einer Fügevorrichtung für Stanz niete. Die Fügevorrichtung weist eine elektromotorisch betriebene Antriebs einheit 1 auf. Die Antriebseinheit 1 ist mit einer Übertragungseinheit 2 verbunden. Hierbei kann eine Antriebswelle der Antriebseinheit 1 mit der Übertragungseinheit 2 gekoppelt sein. Die Koppelung kann vorzugsweise lösbar ausgestaltet sein, so daß unterschiedliche Übertragungseinheiten 2 verwendbar sind. Die Übertragungseinheit 2 weist vorzugsweise wenigstens ein Getriebe auf. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Untersetzge triebe. Bevorzugt ist hierbei die Ausgestaltung eines Getriebes, welches wenigstens ein vorgegebenes Untersetzverhältnis aufweist. Fig. 1 shows schematically the design of a joining device for punch rivets. The joining device has an electric motor-driven drive unit 1 . The drive unit 1 is connected to a transmission unit 2 . In this case, a drive shaft of the drive unit 1 can be coupled to the transmission unit 2 . The coupling can preferably be designed to be detachable, so that different transmission units 2 can be used. The transmission unit 2 preferably has at least one gear. This is in particular a reduction gear. The configuration of a transmission which has at least one predetermined reduction ratio is preferred.

Die Übertragungseinheit ist mit einem Stempel 4 oder mit dem Stempel 4 und dem Niederhalter 5 verbunden. Ob lediglich der Stempelhalter 4 oder auch zusätzlich der Niederhalter 5 mit der Übertragungseinheit 2 verbunden ist, hängt davon ab, ob die Fügevorrichtung zur Ausgestaltung einer Stanz nietverbindung mit einem Vollniet oder einem Hohlniet eingesetzt wird. Wird die Fügevorrichtung zur Ausbildung einer Stanznietverbindung mittels eines Vollnietes eingesetzt, so ist auch der Niederhalter 5 an die Übertragungsein heit 2 gekoppelt.The transmission unit is connected to a stamp 4 or to the stamp 4 and the hold-down 5 . Whether only the punch holder 4 or also the hold-down 5 is connected to the transmission unit 2 depends on whether the joining device is used to design a punch rivet connection with a solid rivet or a hollow rivet. If the joining device is used to form a punch rivet connection by means of a full rivet, then the hold-down device 5 is also coupled to the transmission unit 2 .

Der Stempel 4 oder der Stempel 4 und der Niederhalter 5 sind mit der Übertragungseinheit 2 über einen Spindelantrieb 3 verbunden. Der Spindel antrieb 3 kann auch ein Bestandteil der Übertragungseinheit 2 sein, so daß diese eine bauliche Einheit bilden. Der Spindelantrieb 3 ist vorzugsweise ein Kugelumlauf-Spindelantrieb.The stamp 4 or the stamp 4 and the hold-down 5 are connected to the transmission unit 2 via a spindle drive 3 . The spindle drive 3 can also be part of the transmission unit 2 , so that they form a structural unit. The spindle drive 3 is preferably a ball screw drive.

Der Stempel 4 und der Niederhalter 5 sind entsprechend dem in der Fig. 1 dargestellten Pfeil verfahrbar. Unterhalb des Stempels 4 ist eine Matrize 6 angeordnet. Schematisch sind auf der Matrize 6 zwei Fügeteile 7, 8 angeordnet. The punch 4 and the hold-down device 5 can be moved in accordance with the arrow shown in FIG. 1. A die 6 is arranged below the stamp 4 . Two joining parts 7 , 8 are schematically arranged on the die 6 .

Die Fügevorrichtung weist ferner eine Steuerungseinheit 9 zur Steuerung der Antriebseinheit 1 auf. Mit der Steuerungseinheit 9 ist eine Überwachungsein heit 10 verbunden, die wenigstens einen Sensor zur Erfassung von Prozeß daten umfaßt. Schematisch ist in der Fig. 1 eine Verbindung der Über wachungseinheit mit der Antriebseinheit 1, der Übertragungseinheit 2 und dem Spindelantrieb 3 dargestellt. Die Antriebseinheit 1, die Überwachungs einheit 2 sowie der Spindelantrieb 3 können entsprechende Sensoren zur Aufnahme bestimmter Kenngrößen aufweisen, deren Ausgangssignale in der Überwachungseinheit 10 verarbeitet werden. Die Überwachungseinheit 10 kann ein Teil der Steuerungseinheit 9 sein, wobei die Überwachungseinheit 10 Eingangsignale als Steuer- bzw. Regelgrößen an die Steuerungseinheit 9 abgibt. Bei den Sensoren kann es sich um Weg- und Kraftaufnehmer han deln, die den Weg des Stempels 4 bzw. die Krafteinwirkung des Stempels 4 auf die Fügeteile 7, 8 ermitteln. Es kann auch ein Sensor vorhanden sein, der die Stromaufnahme der elektromotorisch wirkenden Antriebseinheit 1 mißt.The joining device also has a control unit 9 for controlling the drive unit 1 . With the control unit 9 , a monitoring unit 10 is connected, which comprises at least one sensor for detecting process data. A connection of the monitoring unit to the drive unit 1 , the transmission unit 2 and the spindle drive 3 is shown schematically in FIG. 1. The drive unit 1 , the monitoring unit 2 and the spindle drive 3 can have corresponding sensors for recording certain parameters, the output signals of which are processed in the monitoring unit 10 . The monitoring unit 10 can be part of the control unit 9 , the monitoring unit 10 emitting input signals as control variables to the control unit 9 . The sensors can be displacement and force transducers, which determine the path of the stamp 4 or the force of the stamp 4 on the joining parts 7 , 8 . There may also be a sensor which measures the current consumption of the drive unit 1 acting by an electric motor.

Zur Ausbildung einer Stanznietverbindung der Fügeteile 7, 8 wird innerhalb des Niederhalters ein Stanzniet angeordnet. Der Stempel 4 ist relativ zum Niederhalter 5 verschieblich. Durch den Stempel 4 wird auf einen Stanzniet eine Kraft ausgeübt, durch die Stanznietverbindung erreicht wird. Hierzu wird die Antriebseinheit 1 in Gang gesetzt. Die Rotationsbewegung der Antriebseinheit 1 wird über eine Übertragungseinheit 2 und in dem darge stellten Ausführungsbeispiel den Spindelantrieb 3 in eine Translationsbewe gung des Stempels 4 bzw. des Niederhalters 5 umgewandelt.To form a punch rivet connection of the joining parts 7 , 8 , a punch rivet is arranged within the hold-down device. The stamp 4 is displaceable relative to the hold-down device 5 . A force is exerted on a punch rivet by the punch 4 , through which the punch rivet connection is achieved. For this purpose, the drive unit 1 is started. The rotational movement of the drive unit 1 is converted via a transmission unit 2 and in the illustrated embodiment, the spindle drive 3 into a translation movement of the plunger 4 or the hold-down 5 .

Fig. 2 zeigt eine Fügevorrichtung im Teilschnitt. Die Fügevorrichtung weist eine elektromotorisch betriebene Antriebseinheit 1 auf. Die Antriebseinheit 1 ist mit der Übertragungseinheit 2 verbunden. Die Übertragungseinheit 2 ist in einem oberen Endbereich eines Gehäuses 25 angeordnet. Das Gehäuse 25 ist mit einem Gestell 24 verbunden. Fig. 2 shows a joining device in partial section. The joining device has a drive unit 1 operated by an electric motor. The drive unit 1 is connected to the transmission unit 2 . The transmission unit 2 is arranged in an upper end region of a housing 25 . The housing 25 is connected to a frame 24 .

Die Antriebswelle 11 der Antriebseinheit 1 ist mit einem Riemenrad 12 der Übertragungseinheit 2 verbunden. Das Riemenrad 12 treibt über einen endlosen Riemen 13, bei dem es sich um einen flexiblen Zahnriemen handeln kann, ein Riemenrad 14 an. Der Durchmesser des Riemenrades 12 ist wesentlich kleiner als der Durchmessers Riemenrades 14, wodurch eine Untersetzung der Drehzahl der Antriebswelle 11 erfolgt. Das Riemenrad 14 ist mit einer Antriebshülse 15 drehbar verbunden. Statt einer Übertragungs einheit 2 mit Riementrieb kann auch ein Getriebe mit Zahnrädern verwendet werden. Andere Alternativen sind auch möglich. Innerhalb der Antriebshülse 15, die entsprechend gelagert ist, ist eine Stange 17a transversal verschieb lich. Die translatorische Bewegung der Stange 17a wird über einen Spindel antrieb 3 erreicht, der eine Spindelmutter 16 aufweist, die mit der Stange 17a zusammenwirkt. An dem der Übertragungseinheit 2 gegenüberliegenden Endbereich der Stange 17a ist ein Führungsteil 18 ausgebildet, in welches die Stange 17a einführbar ist. An die Stange 17a schließt sich eine Stange 17b an. Im Übergangsbereich zwischen der Stange 17a und der Stange 17b ist ein Zwischenstück 23 vorgesehen. Das Zwischenstück 23 weist im wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung der Stange 17a bzw. 17b vorstehende Stifte 20 auf, die in Langlöcher 19 des Führungsteils 18 ein greifen. Hierdurch wird sichergestellt, daß ein Verdrehen der Stange 17a und 17b nicht erfolgt. Die Stange 17b ist mit einem Stempel 4 verbunden. Der Stempel 4 ist lösbar an der Stange 17b angeordnet, so daß dieser entsprechend den zu verwendeten Nieten ausgebildet sein kann. Am vorderen Endbereich der Stange 17b ist ein Anschlagstück 22 vorgesehen. Zwischen dem Anschlagstück 22 und dem Zwischenstück 23 sind Federelemente 21 angeordnet. Bei den Federelementen 21 handelt es sich um Tellerfedern. Die Federelemente 21 sind in einem hülsenförmigen Abschnitt des Führungsteils 18 angeordnet. Das Führungsteil 18 ist gleitend in dem Gehäuse 25 an geordnet. Fig. 2 zeigt die Fügevorrichtung in einer Lage, in der der Stem pel 4 und der Niederhalter 5 an den Fügeteilen 7, 8 anliegen. Wobei die Fügeteile 7, 8 auf der Matrize 6 aufliegen.The drive shaft 11 of the drive unit 1 is connected to a belt wheel 12 of the transmission unit 2 . The belt wheel 12 drives a belt wheel 14 via an endless belt 13 , which can be a flexible toothed belt. The diameter of the pulley 12 is significantly smaller than the diameter of the pulley 14 , whereby the speed of the drive shaft 11 is reduced. The pulley 14 is rotatably connected to a drive sleeve 15 . Instead of a transmission unit 2 with belt drive, a gear with gears can also be used. Other alternatives are also possible. Within the drive sleeve 15 , which is mounted accordingly, a rod 17 a is transversely displaceable Lich. The translational movement of the rod 17 a is achieved via a spindle drive 3 , which has a spindle nut 16 which cooperates with the rod 17 a. At the end of the rod 17 a opposite the transmission unit 2 , a guide part 18 is formed, into which the rod 17 a can be inserted. At the rod 17 a, a rod 17 b follows. In the transition area between the rod 17 a and the rod 17 b, an intermediate piece 23 is provided. The intermediate piece 23 has projecting pins 20 , which engage in elongated holes 19 of the guide part 18, essentially perpendicular to the axial direction of the rod 17 a or 17 b. This ensures that the rods 17 a and 17 b are not rotated. The rod 17 b is connected to a stamp 4 . The stamp 4 is detachably arranged on the rod 17 b, so that it can be designed according to the rivets to be used. A stop piece 22 is provided at the front end region of the rod 17 b. Spring elements 21 are arranged between the stop piece 22 and the intermediate piece 23 . The spring elements 21 are disc springs. The spring elements 21 are arranged in a sleeve-shaped section of the guide part 18 . The guide member 18 is slidably arranged in the housing 25 . Fig. 2 shows the joining device in a position in which the stem 4 and the hold-down 5 are applied to the joining parts 7 , 8 . The joining parts 7 , 8 rest on the die 6 .

Bei einer Stanznietverbindung mittels eines Vollnietes, der eine Nut aufweist, wird der Niet, nachdem die Fügeteile 7, 8 zwischen der Matrize 6 und dem Niederhalter 5 eingespannt worden sind, durch den Stempel 4 durch die Fügeteile 7, 8 hindurchgedrückt. Während dieses Vorgangs stanzt der Niet ein Loch in die Fügeteile 7, 8.In a punch rivet connection by means of a full rivet, which has a groove, the rivet, after the parts to be joined 7, 8 between the die 6 and the blank holder 5 have been clamped, pressed through the die 4 by the fitting parts 7. 8 During this process, the rivet punches a hole in the joining parts 7 , 8 .

Durch den Niederhalter 5 und den Stempel 4 tritt eine Setzung ein, die in dem Kraft-Weg-Diagramm Fig. 3 bis zum Punkt A der Kurve verläuft. Anschließend stanzt der Niet ein Loch in die Fügeteile 7, 8, dieser Vorgang findet in dem Abschnitt A-B statt. Nach erfolgter Stanzung drückt der Niederhalter gegen die Fügeteile 7, 8. Hierbei drückt der Niederhalter so gegen die Matrize, daß das matrizenseitige Fügeteil 8 aufgrund einer ent sprechenden Ausgestaltung der Matrize 6 in die Nut des Nietes hineinfließt. Dieser Verfahrensabschnitt liegt zwischen den Punkten B-C.Through the hold-down device 5 and the plunger 4 , settlement occurs, which runs in the force-displacement diagram Fig. 3 to point A of the curve. Then the rivet punches a hole in the joining parts 7 , 8 , this process takes place in the section AB. After punching, the hold-down presses against the parts 7 , 8 . Here, the holding-down device presses against the die in such a way that the die-side joining part 8 flows into the groove of the rivet due to a corresponding design of the die 6 . This stage of the procedure lies between points BC.

Mit V1, V2 und V3 sind in der Fig. 3 Bereiche gekennzeichnet, in denen ein Vergleich des Ist-Verlaufes der Kraft oder einer der Kraft entsprechen den Kenngröße in Abhängigkeit vom Weg mit einem Soll-Verlauf verglichen werden kann. Die Bereiche V1, V2 und V3 sind signifikant für die Qualität der Ausgestaltung der Stanznietverbindung. Statt ausgewählter Bereiche V1, V2 oder V3 kann aber auch der gesamte Ist-Verlauf mit dem Soll-Verlauf verglichen werden. Durch einen Vergleich im Bereich V1 kann eine Aussage darüber getroffen werden, ob beispielsweise ein Vollniet mit einer richtigen Orientierung auf dem stempelseitigen Fügeteil 7 angeordnet ist. Desweiteren kann eine Aussage über das Setzverhalten der Fügeteile abgeleitet werden. Bei unterschiedlichen Setzverhalten kann daraus geschlossen werden, daß beispielsweise das stempelseitige Fügeteil aus einem falschen Material be steht.3 in FIG. 3 are marked with V1, V2 and V3, in which a comparison of the actual curve of the force or one of the force corresponding to the characteristic variable depending on the path can be compared with a desired curve. The areas V1, V2 and V3 are significant for the quality of the design of the punch rivet connection. Instead of selected areas V1, V2 or V3, the entire actual profile can also be compared with the target profile. A comparison in the area V1 can be used to make a statement as to whether, for example, a full rivet with a correct orientation is arranged on the stamping part 7 . Furthermore, a statement about the setting behavior of the parts to be joined can be derived. With different setting behavior, it can be concluded that, for example, the stamp-side joining part is made of the wrong material.

Durch einen Vergleich in dem Bereich V2 kann eine Aussage getätigt werden darüber, ob beispielsweise eine vollständige Durchstanzung der Fügeteile 7, 8 erfolgte.By means of a comparison in the area V2, a statement can be made as to whether, for example, the joining parts 7 , 8 have been completely punched.

Ein Vergleich des Ist-Verlaufes mit dem Soll-Verlauf im Bereich V3 liefert eine Aussage darüber, ob das Material des matrizenseitigen Fügeteils 8 in eine Ringnut eines nicht dargestellten Nietes eingeflossen ist.A comparison of the actual profile with the target profile in area V3 provides information as to whether the material of the joining part 8 on the die side has flowed into an annular groove of a rivet (not shown).

Der Verlauf der Kraft in Abhängigkeit vom Weg kann nach dem erfindungs gemäßen Verfahren aus der Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs 1 ermittelt werden.The course of the force as a function of the path can be determined according to the method according to the invention from the current consumption of the electric motor drive 1 .

In der Fig. 4 ist schematisch ein Kraft-Weg-Diagramm dargestellt, wie er bei einem Stanznietvorgang unter Verwendung eines Hohlnietes entsteht. Das Kraft-Weg-Diagramm zeigt, daß beim Stanznietvorgang mittels eines Hohlnie tes im wesentlichen vier Prozeßabschnitte erkennbar sind. Bis zum Punkt A ist ein erster Prozeßabschnitt erkennbar, der im wesentlichen einem Setzvor gang entspricht. Zwischen den Punkten A-D ist ein zweiter Prozeßab schnitt erkennbar, der im wesentlichen dem Schneidvorgang entspricht. Während des Schneidvorgangs liegt der Stempel 4 und somit auch ein Niet einen relativ großen Weg s zurück, wobei die Krafteinwirkung des Stempels 4 auf den Niet relativ gleichbleibend ist.In FIG. 4, a force-path diagram is shown schematically how it is produced in a punch rivet using a hollow rivet. The force-displacement diagram shows that in the punch riveting process by means of a hollow rivet, essentially four process sections can be seen. Up to point A, a first process section can be seen, which essentially corresponds to a setting process. Between the points AD, a second section can be seen which essentially corresponds to the cutting process. During the cutting process, the punch 4 and thus also a rivet lie a relatively large distance s, the force action of the punch 4 on the rivet being relatively constant.

Nachdem der Niet das stempelseitige Fügeteil 7 schneidend durchdrang, wird unter zunehmender Krafteinwirkung des Stempels 4 der Niet in der Matrize 6 gespreizt. Dieser Verfahrensabschnitt liegt zwischen den Punkten D-E des Kraft-Weg-Diagramms nach Fig. 4. Das matrizenseitige Fügeteil 8 wird durch die Matrize 6 während dieses Vorgangs verformt.After the rivet penetrates the die-side joining part 7 , the rivet in the die 6 is expanded with increasing force from the die 4 . This section of the process lies between the points DE of the force-displacement diagram according to FIG. 4. The joining part 8 on the die side is deformed by the die 6 during this process.

Bei einer Fortsetzung der Krafteinwirkung durch den Stempel 4 auf den Niet wird dieser gestaucht. Der Stauchvorgang ist in der Fig. 4 im Ab schnitt E-F erkennbar. Liegt der Kopf des Stanznietes in der Ebene des stempelseitigen Fügeteils 7, so ist die Stanznietverbindung hergestellt.If the force continues to be exerted by the punch 4 on the rivet, the rivet is compressed. The upsetting process can be seen in FIG. 4 in section EF. If the head of the punch rivet lies in the plane of the stamp-side joining part 7 , the punch rivet connection is made.

Der Kraft-Weg-Verlauf kann aus den Prozeßdaten ermittelt werden. Bei bekanntem Kraft-Weg-Verlauf, der als Referenzverlauf dient, kann anhand des tatsächlichen Verlaufs der Kraft in Abhängigkeit vom Weg die in Qualität einer Stanzverbindung bestimmt werden.The force-displacement curve can be determined from the process data. At Known force-displacement curve, which serves as a reference curve, can be based on the actual course of the force depending on the path the in Quality of a stamped connection can be determined.

In der Fig. 4 sind Bereiche H1-H4 dargestellt, in denen vorzugsweise eine Überprüfung des Ist-Verlaufes der Kraft in Abhängigkeit vom Weg mit einem Soll-Verlauf erfolgt. Die Bereiche H1-H4 sind an den signifikanten Übergangsstellen der Prozeßschritte, wie vorstehend beschrieben, ausgewählt. Hierdurch kann eine Qualitätsaussage über die Stanznietverbindung getätigt werden. Statt einzelner Bereiche H1-H4 kann auch eine Überprüfung des gesamten Ist-Verlaufes mit einem Soll-Verlauf erfolgen, wobei der Soll- Verlauf ein Band bildet, innerhalb dessen Grenzen der Ist-Verlauf liegen sollte. In FIG. 4 ranges H1-H4 are shown, in which preferably a review of the actual course of the force depending on the way with a nominal course is carried out. The areas H1-H4 are selected at the significant transition points of the process steps, as described above. In this way, a quality statement can be made about the punch rivet connection. Instead of individual areas H1-H4, the entire actual profile can also be checked with a target profile, the target profile forming a band within which the actual profile should lie.

Reference list

11

Antriebseinheit
Drive unit

22nd

Übertragungseinheit
Transmission unit

33rd

Spindelantrieb
Spindle drive

44th

Stempel
stamp

55

Niederhalter
Hold-down

66

Matrize
die

77

, ,

88th

Fügeteil
Joining part

99

Steuereinheit
Control unit

1010th

Überwachungseinheit
Monitoring unit

1111

Antriebswelle
drive shaft

1212th

Riemenrad
Pulley

1313

Riemen
belt

1414

Riemenrad
Pulley

1515

Antriebshülse
Drive sleeve

1616

Spindelmutter
Spindle nut

1717th

a, b Stange
a, b rod

1818th

Führungsteil
Guide part

1919th

Langloch
Long hole

2020th

Stift
pen

2121

Federelement
Spring element

2222

Anschlagstücke
Stop pieces

2323

Zwischenstücke
Spacers

2424th

Gestell
frame

2525th

Gehäuse
casing

Claims

1. A method of forming a punch rivet connection in which a punch ( 4 ) and optionally a hold-down device ( 5 ) is or are driven via a transmission unit ( 2 ), the rotational movement of a drive unit ( 1 ) into a translational movement of the punch ( 4th ) or the hold-down device ( 5 ).

2. The method according to claim 1, wherein the punch ( 4 ) and, if appropriate, the hold-down device ( 5 ) is or are driven by an electromotive drive unit ( 1 ) via a transmission unit ( 2 ).

3. The method according to claim 2, wherein the speed of the drive unit ( 1 ) is variably adjustable.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, in which the stamp ( 4 ) and optionally the hold-down device ( 5 ) first with high speed for abutment on the joining parts and then the stamp ( 4 ) and optionally the hold-down device ( 5 ) be moved at a lower speed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the stamp ( 4 ) and optionally the hold-down device ( 5 ) can be moved from a predeterminable rest position.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, in which the process data be determined during a punch riveting process.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, in which a travel of the punch ( 4 ) and optionally the hold-down ( 5 ) is determined during a punch riveting process.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, in which a force effect of the punch ( 4 ) and optionally the holding-down device ( 5 ) during a punch riveting process on joining parts ( 7 , 8 ) is determined.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, in which a current uptake of the drive unit ( 1 ) is determined during a punch riveting process.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein a torque of the drive unit ( 1 ) and / or the transmission unit ( 2 ) is determined during a punch riveting process.

11. The method according to any one of claims 6 to 10, in which, during a joining process, a force or a parameter corresponding to the force of the stamp ( 4 ) and optionally the hold-down device ( 5 ) depending on the path of the stamp ( 4 ) or on the path of Stamp ( 4 ) and the hold-down device ( 5 ) measured and an actual course determined and this is compared with a target course and a signal is triggered when the determined actual course of the target course in at least a predetermined range by a predetermined Limit deviates.

12. The method according to claim 11, in which a comparison of the actual profile with the target profile takes place at least in a region (V1, H1) in which a setting caused by a force effect of the punch ( 4 ) on a rivet on the joining parts essentially took place and a rivet penetrated into the stamp-side joining part ( 7 ).

13. The method according to claim 11 or 12, in which a comparison of the actual profile with the target profile takes place at least in an area (V2) in which a force is exerted by the punch ( 4 ) on a rivet, in particular a full rivet, The joining parts ( 7 , 8 ) were essentially punched and the hold-down device ( 5 ) exerts a force on the joining part ( 7 ) on the die side.

14. The method according to claim 11 or 12, in which a comparison of the actual profile with the target profile takes place at least in an area (H2) in which a rivet, in particular a hollow rivet, acts by a force on the punch ( 4 ) stamp-side joining part ( 7 ) penetrated in Chen wesentli and a rivet closing head formation.

15. The method according to claim 11 or 12 or 14, in which a comparison the actual course with the target course at least in one area (H3) takes place in which a rivet is formed, in particular a hollow rivet, essentially took place and a compression of the Rivets started.

16, joining device for punch rivets with a die (6), a holding-down device (5), a punch (4), means connected to the punch (4) An operating unit (1), a control unit (9) for controlling at least the drive unit (1 ) and a monitoring unit ( 10 ) connected to the control unit ( 9 ), characterized by an electromotive drive unit ( 1 ) which, via a transmission unit ( 2 ) with the stamp ( 4 ) or with the stamp ( 4 ) and the hold-down device ( 5 ) is connected.

17. Joining device according to claim 16, characterized in that the transmission unit ( 2 ) has at least one gear.

18. Joining device according to claim 17, characterized in that the Gear is a reduction gear.

19. Joining device according to one of claims 16 to 18, characterized in that the stamp ( 4 ) or the stamp ( 4 ) and the hold-down ( 5 ) with the transmission unit ( 2 ) via a spindle drive ( 3 ) is connected.

20. Joining device according to claim 19, characterized in that the spindle drive ( 3 ) is a ball screw drive.

21. Joining device according to one of claims 16 to 20, characterized in that the monitoring unit ( 10 ) has at least one sensor for detecting process data.

22. Joining device according to claim 21, characterized in that little least a sensor is a displacement sensor, the path of the stamp ( 4 ) and optionally the hold-down device ( 5 ) during a joining process directly or indirectly.

23. Joining device according to claim 21 or 22, characterized in that at least one sensor is a force transducer which directly or indirectly receives the force effect of the plunger ( 4 ) and optionally the hold-down device ( 5 ) during a joining operation.

24. Joining device according to claim 23, characterized in that the Force transducer has at least one piezo element.

25. Joining device according to claim 23, characterized in that the Load cell is a load cell.

26. Joining device according to claim 23, 24 or 25, characterized in that force transducer between the stamp ( 4 ) and the transmission unit ( 2 ) is arranged and optionally between the derie holder ( 5 ) and the transmission unit ( 2 ) is arranged.

27. Joining device according to claim 23, 24 or 25, characterized in that the transmission unit ( 2 ) is supported on a frame and the force transducer is arranged between the transmission unit ( 2 ) and the frame.

28. Joining device according to one of claims 21 to 27, characterized in that at least one sensor receives the current consumption of the drive unit ( 1 ) during a joining operation.

29. Joining device according to one of claims 21 to 28, characterized in that at least one sensor receives the torque of the drive unit ( 1 ) and / or the transmission unit ( 2 ) during a joining process.